Stack Overflow 上 250W 浏览量的一个问题：你对象丢了

在逛 stack overflow 的时候，发现最火的问题竟然是：什么是 nullpointerexception（java.lang.nullpointerexception），它是由什么原因导致的，有没有好的方法或者工具可以追踪它发生的原因？

真没想到，这个问题浏览的次数多达 250 万次！所以，我想是时候把最高赞的回答整理一下分享出来了。请随我来。

声明引用变量（即对象）时，实际上是创建了一个指向对象的指针。请看以下代码：

int x;
x = 10;

第一行代码声明了一个名为 x 的变量（int 类型），java 会把它初始化为 0。第二行代码把 x 赋值为 10，意味着 10 将被写入到 x 所指向的内存位置上。

但是呢，当我们尝试声明一个引用类型时，情况将会有所不同。

integer num;
num = new integer(10);

第一行代码声明了一个名为 num 的变量（integer 类型），java 把它初始化为 null，表示“什么都没有指向 ”。

第二行代码中，new 关键字创建了一个 integer 类型的对象，并将变量 num 指向该对象。

当我们声明了一个变量，却没有将该变量指向任何创建的对象，然后就使用它的时候，nullpointerexception 就发生了。大多数情况下，编译器会发现这个问题，并且提醒我们“xxxx may not have been initialized”。

假如有这样一段代码：

public void dosomething(someobject obj) {
   //do something to obj
}

在这种情况下，我们没有创建对象 obj，而是假设它在 dosomething() 方法被调用之前就创建了。

现在假设在此之前它没有创建。我们这样调用 dosomething() 方法：

dosomething(null);

这就意味着 dosomething() 方法的参数 obj 为 null。如果该方法还要使用 obj 继续做点什么，最好提前抛出 nullpointerexception，因为开发者需要该信息来进行调试。

还有另外一种替代方法，判断 obj 是不是 null，如果是，就小心行事，做某些不会引起 nullpointerexception 的事情；如果不是，就放心大胆地做该做的事情。

/**
  * @param obj an optional foo for ____. may be null, in which case 
  *  the result will be ____.
  */
public void dosomething(someobject obj) {
    if(obj != null) {
       //do something
    } else {
       //do something else
    }
}

那假如程序真的出现了 nullpointerexception，该怎么追踪堆栈信息，找到错误的根源呢？

简单来说，堆栈信息是应用程序在引发 exception 时调用的方法列表，可以准确地定位到错误发生的根源。就像下面这样。

exception in thread "main" java.lang.nullpointerexception
        at com.example.myproject.book.gettitle(book.java:16)
        at com.example.myproject.author.getbooktitles(author.java:25)
        at com.example.myproject.bootstrap.main(bootstrap.java:14)

就上面这个堆栈信息来说，错误发生在“at ...”列表处，第一个“at 处”就是错误最初发生的位置。

at com.example.myproject.book.gettitle(book.java:16)

为了调试，我们可以打开 book.java 类的第 16 行，它可能是：

15   public string gettitle() {
16      system.out.println(title.tostring());
17      return title;
18   }

从这段代码中可以看得出，错误的原因很可能是因为 title 为 null。

有时候，应用程序会捕获一个异常，然后把它作为另外一种类型的异常抛出。就像下面这样：

34   public void getbookids(int id) {
35      try {
36         book.getid(id);    // 这里可能会引发 nullpointerexception
37      } catch (nullpointerexception e) {
38         throw new illegalstateexception("a book has a null property", e)
39      }
40   }

此时的堆栈信息可能是下面这样的：

exception in thread "main" java.lang.illegalstateexception: a book has a null property
        at com.example.myproject.author.getbookids(author.java:38)
        at com.example.myproject.bootstrap.main(bootstrap.java:14)
caused by: java.lang.nullpointerexception
        at com.example.myproject.book.getid(book.java:22)
        at com.example.myproject.author.getbookids(author.java:36)
        ... 1 more

和之前堆栈信息有所不同的是，这里多了一个“caused by”；有时候还会有更多的“caused by”。在这种情况下，我们通常需要追本溯源，找到最深层次的那个“cause”——它就是堆栈信息中最下面的那个。

caused by: java.lang.nullpointerexception <-- 根本原因
        at com.example.myproject.book.getid(book.java:22) 

同样，我们需要查看一下 book.java 的第 22 行，找到可能引发 nullpointerexception 的原因。

有时候，堆栈信息要比上面的例子凌乱得多。参考下面这个。

javax.servlet.servletexception: something bad happened
    at com.example.myproject.opensessioninviewfilter.dofilter(opensessioninviewfilter.java:60)
    at org.mortbay.jetty.servlet.servlethandler$cachedchain.dofilter(servlethandler.java:1157)
    at com.example.myproject.exceptionhandlerfilter.dofilter(exceptionhandlerfilter.java:28)
    at org.mortbay.jetty.servlet.servlethandler$cachedchain.dofilter(servlethandler.java:1157)
    at com.example.myproject.outputbufferfilter.dofilter(outputbufferfilter.java:33)
    at org.mortbay.jetty.server.handle(server.java:326)
    at org.mortbay.jetty.httpconnection.handlerequest(httpconnection.java:542)
    at org.mortbay.jetty.httpconnection$requesthandler.content(httpconnection.java:943)
    at org.mortbay.jetty.httpparser.parsenext(httpparser.java:756)
    at org.mortbay.jetty.httpparser.parseavailable(httpparser.java:218)
    at org.mortbay.jetty.httpconnection.handle(httpconnection.java:404)
    at org.mortbay.jetty.bio.socketconnector$connection.run(socketconnector.java:228)
    at org.mortbay.thread.queuedthreadpool$poolthread.run(queuedthreadpool.java:582)
caused by: com.example.myproject.myprojectservletexception
    at com.example.myproject.myservlet.dopost(myservlet.java:169)
    at javax.servlet.http.httpservlet.service(httpservlet.java:727)
    at javax.servlet.http.httpservlet.service(httpservlet.java:820)
    at org.mortbay.jetty.servlet.servletholder.handle(servletholder.java:511)
    at org.mortbay.jetty.servlet.servlethandler$cachedchain.dofilter(servlethandler.java:1166)
    at org.hibernate.persister.entity.abstractentitypersister.insert(abstractentitypersister.java:2822)
    at org.hibernate.action.entityidentityinsertaction.execute(entityidentityinsertaction.java:71)
    at org.hibernate.engine.actionqueue.execute(actionqueue.java:268)
    at org.hibernate.event.def.abstractsaveeventlistener.performsaveorreplicate(abstractsaveeventlistener.java:321)
    at org.hibernate.event.def.abstractsaveeventlistener.performsave(abstractsaveeventlistener.java:204)
    at sun.reflect.delegatingmethodaccessorimpl.invoke(delegatingmethodaccessorimpl.java:25)
    at java.lang.reflect.method.invoke(method.java:597)
    at org.hibernate.context.threadlocalsessioncontext$transactionprotectionwrapper.invoke(threadlocalsessioncontext.java:344)
    at $proxy19.save(unknown source)
    at com.example.myproject.myentityservice.save(myentityservice.java:59) <-- relevant call (see notes below)
    at com.example.myproject.myservlet.dopost(myservlet.java:164)
    ... 32 more
caused by: java.sql.sqlexception: violation of unique constraint my_entity_uk_1: duplicate value(s) for column(s) my_column in statement [...]
    at org.hsqldb.jdbc.util.throwerror(unknown source)
    at org.hsqldb.jdbc.jdbcpreparedstatement.executeupdate(unknown source)
    at com.mchange.v2.c3p0.impl.newproxypreparedstatement.executeupdate(newproxypreparedstatement.java:105)
    at org.hibernate.id.insert.abstractselectingdelegate.performinsert(abstractselectingdelegate.java:57)
    ... 54 more

这个例子当中的堆栈信息实在是太多了，令人眼花缭乱。如果按照之前提供的方法（堆栈信息中最下面的那个）找最深层次的那个“cause”，它就是：

caused by: java.sql.sqlexception: violation of unique constraint my_entity_uk_1: duplicate value(s) for column(s) my_column in statement [...]
    at org.hsqldb.jdbc.util.throwerror(unknown source)
    at org.hsqldb.jdbc.jdbcpreparedstatement.executeupdate(unknown source)
    at com.mchange.v2.c3p0.impl.newproxypreparedstatement.executeupdate(newproxypreparedstatement.java:105)
    at org.hibernate.id.insert.abstractselec

但其实它并不是的，因为抛出这个异常的方法调用者属于类库代码（c3p0 类库），所以我们需要往上找异常发生的原因，并且这个异常很可能是由我们自己编写的代码（com.example.myproject 包下）引发的，于是我们找到了这样一段异常信息。

at com.example.myproject.myentityservice.save(myentityservice.java:59)

顺藤摸瓜，看看 myentityservice.java 的第 59 行，它就是引发错误的根本原因。

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